LTST-S326TGKRKT Zweifarbige SMD LED Datenblatt - Seitenemittierend - Grün/Rot - 20mA/30mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine zweifarbige, seitlich emittierende SMD (Surface Mount Device) LED. Das Bauteil integriert zwei verschiedene Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse: einen InGaN (Indiumgalliumnitrid) Chip für grüne Emission und einen AlInGaP (Aluminiumindiumgalliumphosphid) Chip für rote Emission. Dieses Design ermöglicht die Erzeugung von zwei Farben aus einem einzigen kompakten Bauteil, was es für Anwendungen geeignet macht, die Statusanzeige, Hintergrundbeleuchtung oder dekorative Beleuchtung in platzbeschränkten Umgebungen erfordern. Die seitlich emittierende Linsenkonfiguration lenkt das Licht parallel zur Montageebene, was ideal für randbeleuchtete Panels oder von der Seite betrachtete Anzeigen ist.

Die LED ist für hochvolumige automatisierte Bestückungsprozesse ausgelegt. Sie wird auf einer Standard-8-mm-Tape geliefert, die auf 7-Zoll (178 mm) Spulen aufgewickelt ist und mit Pick-and-Place-Geräten kompatibel ist. Das Bauteil ist auch für Infrarot (IR) Reflow-Lötprozesse geeignet und hält sich an industrieübliche Profile für bleifreie (Pb-freie) Bestückung. Das Gehäuse verfügt über eine wasserklare Linse, die das Licht nicht streut, was zu einer hochintensiven, fokussierten Abstrahlung von der Seite des Bauteils führt.

2. Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Diese Werte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert und dürfen unter keinen Betriebsbedingungen überschritten werden.

• Verlustleistung (Pd):76 mW für den grünen Chip, 75 mW für den roten Chip. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom (I_FP):100 mA für Grün, 80 mA für Rot. Dies ist der maximal zulässige Strom unter gepulsten Bedingungen, spezifiziert bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms. Eine Überschreitung kann zu sofortiger Chipdegradation führen.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA für Grün, 30 mA für Rot. Dies ist der maximale empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb.
• Betriebstemperaturbereich:-20°C bis +80°C. Das Bauteil funktioniert garantiert innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs.
• Lagertemperaturbereich:-30°C bis +100°C. Das Bauteil kann ohne angelegte Leistung innerhalb dieser Grenzen gelagert werden.
• Infrarot-Lötbedingung:Das Gehäuse hält während des Reflow-Lötens eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden aus.

3. Elektrische und optische Kenngrößen

Die folgenden Parameter werden bei Ta=25°C unter den angegebenen Testbedingungen gemessen und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

3.1 Lichtstärke und Abstrahlwinkel

• Lichtstärke (I_V):Gemessen bei I_F= 20 mA.
  • Grün (InGaN):Minimum 45,0 mcd, Typisch 150,0 mcd.
  • Rot (AlInGaP):Minimum 18,0 mcd, Typisch 100,0 mcd.
  Die Lichtstärke wird mit einer Sensor- und Filterkombination gemessen, die der photopischen (menschlichen Augen) Empfindlichkeitskurve (CIE) entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 130 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte des auf der Achse (0 Grad) gemessenen Wertes abfällt. Ein großer Abstrahlwinkel von 130° zeigt ein breites, diffuses Abstrahlmuster an, das für Seitenbeleuchtung geeignet ist.

3.2 Spektrale Eigenschaften

• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung am größten ist.
  • Grün:Typisch 520 nm.
  • Rot:Typisch 639 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe definiert. Sie wird aus den CIE-Farbkoordinaten abgeleitet.
  • Grün:Typisch 525 nm.
  • Rot:Typisch 631 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Die Bandbreite des emittierten Lichts, gemessen bei halber maximaler Intensität (Full Width at Half Maximum - FWHM).
  • Grün:Typisch 15 nm.
  • Rot:Typisch 20 nm.
  Eine schmalere Halbwertsbreite deutet auf eine spektral reinere Farbe hin.

3.3 Elektrische Parameter

• Durchlassspannung (V_F):Gemessen bei I_F= 20 mA.
  • Grün:Typisch 3,5 V, Maximum 3,8 V.
  • Rot:Typisch 2,0 V, Maximum 2,4 V.
  Der signifikante Unterschied in V_Fzwischen den beiden Chips ist auf ihre unterschiedlichen Halbleitermaterial-Bandlücken zurückzuführen (InGaN hat eine größere Bandlücke als AlInGaP). Dies muss bei der Schaltungsentwicklung berücksichtigt werden, insbesondere wenn beide Farben von einer gemeinsamen Spannungsquelle angesteuert werden.
• Sperrstrom (I_R):Maximum 10 μA für beide Farben bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtiger Hinweis:Dieser Parameter dient nur Testzwecken. Die LED ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt. Das Anlegen einer Sperrspannung in einer Schaltung kann das Bauteil beschädigen.

4. Erklärung des Binning-Systems

Die Lichtstärke von LEDs kann von Charge zu Charge variieren. Ein Binning-System wird verwendet, um Bauteile basierend auf ihrer gemessenen Leistung in Gruppen (Bins) zu sortieren, um Konsistenz für den Endanwender sicherzustellen. Die Toleranz für jeden Intensitäts-Bin beträgt +/-15%.

4.1 Intensitäts-Bins für den grünen Chip

Lichtstärke gemessen bei 20 mA, Einheit: Millicandela (mcd).

• Bin P:45,0 mcd (Min) bis 71,0 mcd (Max)
• Bin Q:71,0 mcd bis 112,0 mcd
• Bin R:112,0 mcd bis 180,0 mcd
• Bin S:180,0 mcd bis 280,0 mcd
• Bin T:280,0 mcd bis 450,0 mcd

4.2 Intensitäts-Bins für den roten Chip

Lichtstärke gemessen bei 20 mA, Einheit: Millicandela (mcd).

• Bin M:18,0 mcd (Min) bis 28,0 mcd (Max)
• Bin N:28,0 mcd bis 45,0 mcd
• Bin P:45,0 mcd bis 71,0 mcd
• Bin Q:71,0 mcd bis 112,0 mcd
• Bin R:112,0 mcd bis 180,0 mcd

Bei der Spezifikation oder Bestellung dieses Bauteils können die spezifischen Bin-Codes für die Intensität (und möglicherweise Wellenlänge/Farbe) Teil der vollständigen Artikelnummer sein, um ein bestimmtes Leistungsniveau zu garantieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil entspricht den EIA (Electronic Industries Alliance) Standardgehäuseabmessungen für SMD-Komponenten. Detaillierte mechanische Zeichnungen sind im Datenblatt enthalten, darunter:

• Gehäuseumrisszeichnung:Zeigt Drauf-, Seiten- und Untersicht mit allen kritischen Abmessungen in Millimetern. Toleranzen betragen typischerweise ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Pinbelegung:
  • Kathode 1 (C1):Mit dem roten AlInGaP-Chip verbunden.
  • Kathode 2 (C2):Mit dem grünen InGaN-Chip verbunden.
  • Das Bauteil hat wahrscheinlich eine gemeinsame Anodenkonfiguration, obwohl die genaue Pinbelegung aus dem Gehäusediagramm verifiziert werden sollte.
• Vorgeschlagenes Lötpad-Layout:Ein empfohlenes Footprint für die Leiterplatte (PCB) wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität zu gewährleisten.
• Polaritätskennzeichnung:Markierungen am Gehäuse (wie eine Kerbe, ein Punkt oder eine abgeschrägte Kante) zeigen die Ausrichtung von Pin 1 oder der Kathode an. Die korrekte Platzierung ist für den ordnungsgemäßen Betrieb entscheidend.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot (IR) Reflow-Profil für bleifreie (Pb-freie) Lötprozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter sind:

• Vorwärmzone:Temperaturbereich von 150–200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um die Platine und die Komponenten allmählich zu erwärmen, das Flussmittel zu aktivieren und thermischen Schock zu minimieren.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C. Die Bauteiltemperatur darf diese Temperatur nicht überschreiten.
• Zeit oberhalb Liquidus:Die Zeit, in der das Lot geschmolzen ist, muss kontrolliert werden; ein typisches Ziel sind maximal 10 Sekunden bei Spitzentemperatur.
• Maximale Reflow-Zyklen:Das Bauteil hält unter diesen Bedingungen maximal zwei Reflow-Zyklen aus.

Das Profil basiert auf JEDEC-Standards, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Das optimale Profil hängt jedoch vom spezifischen PCB-Design, der Lotpaste und dem Ofen ab, daher wird eine Charakterisierung empfohlen.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.
• Einschränkung:Handlöten sollte nur einmal durchgeführt werden, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und den Bonddrähten im Inneren zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Falls eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist:

• Empfohlene Lösungsmittel:Verwenden Sie nur alkoholbasierte Reiniger wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol (IPA).
• Prozess:Tauchen Sie die LED bei normaler Raumtemperatur für weniger als eine Minute ein. Die Bewegung sollte sanft sein.
• Warnung:Verwenden Sie keine nicht spezifizierten chemischen Flüssigkeiten, da diese die Kunststofflinse oder das Gehäusematerial beschädigen und Risse oder Trübung verursachen können.

7. Lagerung und Handhabung

7.1 Lagerbedingungen

• Verschweißte Feuchtigkeitssperrbeutel (Originalverpackung):Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr bei Lagerung im Originalbeutel mit Trockenmittel.
• Nach Öffnen des Beutels:Die Komponenten sind feuchtigkeitsempfindlich (MSL). Lagern bei ≤30°C und ≤60% RH. Es wird empfohlen, die IR-Reflow-Lötung innerhalb einer Woche nach Öffnen des Beutels abzuschließen.
• Längere Lagerung (außerhalb des Beutels):Für eine Lagerung von mehr als einer Woche außerhalb der Originalverpackung, lagern Sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator.
• Trocknen (Baking):Wenn Komponenten mehr als eine Woche der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt waren, müssen sie vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und \"Popcorning\" (Gehäuserisse) während des Reflow zu verhindern.

7.2 Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD)

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Spannungsspitzen, die den Halbleiterübergang verschlechtern oder zerstören können.

• Handhaben Sie Komponenten immer in einem ESD-geschützten Bereich.
• Verwenden Sie ein geerdetes Handgelenkband oder antistatische Handschuhe.
• Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, Werkzeuge und Arbeitsflächen ordnungsgemäß geerdet sind.

8. Verpackungs- und Spulenspezifikationen

Die Komponente wird in einem Tape-and-Reel-Format geliefert, das für automatisierte Bestückungsmaschinen geeignet ist.

• Tape-Breite:8 mm.
• Spulendurchmesser:7 Zoll (178 mm).
• Stückzahl pro Spule:3000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Deckfolie:Leere Komponententaschen werden mit einer oberen Deckfolie versiegelt.
• Fehlende LEDs:Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Komponenten im Tape beträgt zwei, gemäß Standard-Qualitätsspezifikationen.
• Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481 Spezifikationen.

9. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

9.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Die Zweifarben-Fähigkeit ermöglicht mehrere Statusmeldungen (z.B. Grün=OK/Ein, Rot=Fehler/Alarm) von einem einzigen Bauteil-Footprint.
• Seitenbeleuchtung/Randbeleuchtung:Die seitliche Abstrahlung ist perfekt für die Beleuchtung von Panelrändern, Lichtleitern oder Displays geeignet, wo frontemittierende LEDs nicht passend sind.
• Unterhaltungselektronik:Verwendung in Haushaltsgeräten, Audiogeräten und Gadgets für Strom-, Modus- oder Verbindungsanzeigen.
• Automobil-Innenraumbeleuchtung:Für Armaturenbrett- oder Konsolen-Hintergrundbeleuchtung (vorbehaltlich der Qualifikation für spezifische Automobilgrade).
• Dekorative Beleuchtung:In kompakten Leuchten, bei denen gemischte oder wählbare Farbausgabe gewünscht ist.

9.2 Schaltungsentwicklungsüberlegungen

• Strombegrenzung:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Verwenden Sie immer einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand oder eine Konstantstromquelle für jeden Farbkanal. Berechnen Sie den Widerstandswert mit dem Ohmschen Gesetz: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Denken Sie daran, dass V_Ffür Grün (~3,5V) und Rot (~2,0V) unterschiedlich ist.
• Unabhängige Steuerung:Um die beiden Farben unabhängig zu steuern, müssen sie von separaten Schaltungen angesteuert werden (z.B. zwei Mikrocontroller-GPIO-Pins mit ihren eigenen Strombegrenzungswiderständen).
• Verlustleistung:Stellen Sie sicher, dass die berechnete Leistung (P = V_F* I_F) für jeden Chip den absoluten Maximalwert nicht überschreitet, unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur. Ausreichende PCB-Kupferfläche kann für die Wärmeableitung erforderlich sein, wenn nahe der Maximalwerte betrieben wird.
• Sperrspannungsschutz:Da das Bauteil nicht für Sperrspannung ausgelegt ist, stellen Sie sicher, dass die Schaltung verhindert, dass eine Sperrspannung an der LED anliegt, insbesondere in AC- oder schlecht geregelten DC-Umgebungen. Eine parallel geschaltete Diode (in Sperrrichtung) kann Schutz bieten.

10. Zuverlässigkeit und Warnhinweise

• Anwendungsbereich:Diese LED ist für Standard-Handels- und Industrie-Elektronikgeräte bestimmt. Sie ist nicht speziell für Anwendungen qualifiziert, bei denen ein Ausfall direkt Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Flugsteuerung, medizinische Lebenserhaltungssysteme, kritische Sicherheitssysteme), ohne vorherige Konsultation und zusätzliche Qualifikation.
• Thermisches Management:Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Durchlassströmen verringert die Lichtausbeute und verkürzt die Lebensdauer des Bauteils. Für Hochtemperaturbetrieb sollten Entlastungskurven (in diesem Auszug nicht enthalten) konsultiert werden.
• Langzeit-Lichtstromerhalt:Wie alle LEDs nimmt die Lichtausbeute über Tausende von Betriebsstunden allmählich ab. Die Degradationsrate hängt vom Betriebsstrom und der Sperrschichttemperatur ab.

11. Technischer Vergleich und Trends

11.1 Materialtechnologie

Die Verwendung von InGaN für Grün und AlInGaP für Rot repräsentiert Standard-, ausgereifte Halbleitertechnologien für diese Farben. InGaN-basierte LEDs bieten im Allgemeinen höhere Effizienz und bessere Leistung bei höheren Strömen und Temperaturen im Vergleich zu älteren Technologien. Das seitlich emittierende Gehäuse ist ein etablierter Formfaktor für spezifische Beleuchtungsaufgaben, bei denen die PCB-Fläche auf der Oberseite begrenzt ist.

11.2 Branchentrends

Der Trend zur Miniaturisierung treibt weiterhin die Nachfrage nach Mehrchip-SMD-Gehäusen wie diesem an. Darüber hinaus gibt es einen ständigen Trend zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro Watt elektrischer Eingangsleistung) bei allen LED-Farben. Während dieses Datenblatt ein spezifisches Produkt darstellt, können neuere Generationen höhere typische Intensitäten oder verbesserte Farbkonsistenz innerhalb der Bins bieten. Die Kompatibilität mit automatisierten, bleifreien Bestückungsprozessen bleibt eine kritische Anforderung für die globale Elektronikfertigung.